Curso Online de CNC

Escola SENAI “Roberto Mange” - Campinas

CNC

Mecatrônica                                                                                                       5

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Coordenadas cartesianas

Ao término desta unidade você conhecerá o sistema de coordenadas cartesianas usado

para definição de pontos.

Sistema de coordenadas das máquinas CNC

Todas  as  máquinas-ferramenta  CNC  são  comandadas  por  um  sistema  de  coordenadas

cartesianas na elaboração de qualquer perfil geométrico.

X-

Z-

Z+

início

X+

Eixo X: movimento transversal

Eixo Z: movimento longitudinal

63,5°

A

E

-30

20

-30

F

-20 -10

-20

-10

10

30

C

20

10

Z+

X+

B

D

G

Exercícios: Complete a tabela a seguir conforme os valores das coordenadas X e Z para

os pontos indicados na figura ao lado.

1-)

             X              

Z

A            30

0

B                        

C                        

D                        

E                          

F                          

G                        

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Conceitos básicos

Ao  término  desta  unidade  você  conhecerá  os  objetivos  da  Norma  ISO  6983  e,

conhecendo   a   nomenclatura   dos   eixos   coordenados,   poderá   realizar   cálculos   de

coordenadas  cartesianas.  Com  esses  conhecimentos,  você  estará  preparado  para

assimilar os conceitos específicos da estrutura da programação.

Norma ISO 6983

A  Norma  ISO  6983  descreve  o  formato  das  instruções  do  programa  para  máquinas  de

Controle Numérico. Trata-se de um formato geral de programação e não um formato para

um   tipo   de   máquina   específica.   A   flexibilidade   desta   norma   não   garante

intercambiabilidade de programas entre máquinas. Os objetivos desta norma são:

9   unificar  os  formatos-padrão  anteriores  numa  Norma  Internacional  para  sistemas

de controle de posicionamento, movimento linear e contorneamento;

9   introduzir  um  formato-padrão  para  novas  funções,  não  descritas  nas  normas

anteriores;

9   reduzir  a  diferença  de  programação  entre  diferentes  máquinas  ou  unidades  de

controle, uniformizando técnicas de programação;

9   desenvolver  uma  linha  de  ação  que  facilite  a  intercambiabilidade  de  programas

entre máquinas de controle numérico de mesma classificação, por tipo, processo,

função, tamanho e precisão;

9   incluir os códigos das funções preparatórias e miscelâneas.

NOTA: Esta norma dá suficiente liberdade ao fabricante da máquina CNC para adequar

a  estrutura  dos  programas  às  diversas  aplicações  na  máquina,  portanto,  é  preciso

observar cuidadosamente o manual de programação.

Nomenclatura dos eixos e sistemas de coordenadas

A  nomenclatura  dos  eixos  e  movimentos  está  definida  na  norma  internacional  ISO  841

(Numerical  control  of  machines)  e  é  aplicável  a  todo  tipo  de  máquina-ferramenta.  Os

eixos rotativos são designados com as letras A, B e C; os eixos principais de avanço com

as letras X, Y e Z.

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O sistema de eixos pode ser facilmente representado com auxílio da mão direita, onde o

polegar aponta para o sentido positivo do eixo X, o indicador para o sentido positivo do Y,

e  o  dedo  médio  para  o  sentido  positivo  do  Z  (Centro  de  Usinagem).  Este  sistema  é

denominado    Sistema    de    Coordenadas    Dextrógeno,    pois    possui    três    eixos

perpendiculares entre si, que podem ser representados com o auxílio dos dedos da mão

direita.

Torno CNC

É  uma  máquina-ferramenta  onde  o  controle  dos  movimentos  dos  eixos  é  feito  por  um

computador dedicado.

Pontos de Referência

Ponto Zero da Máquina: M

O ponto zero da máquina, é definido pelo fabricante da mesma. Ele é o ponto zero para o

sistema de coordenadas da máquina e o ponto inicial para todos os demais sistemas de

coordenadas e pontos de referência.

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Ponto de Referência: R

Serve para aferição e controle do sistema de medição dos movimentos da máquina. Ao

ligar  a  máquina,  sempre  se  deve  deslocar  o  carro  até  esse  local,  antes  de  iniciar  a

usinagem.

Este procedimento define ao comando a posição do carro em relação ao zero máquina.

Ponto Zero da Peça: W

Este  ponto  é  definido  pelo  programador  e  usado  por  ele  para  definir  as  coordenadas

durante  a  elaboração  do  programa.  Recomenda-se  colocar  o  ponto  zero  da  peça  de  tal

forma que se possam transformar facilmente as medidas do desenho da peça em valores

de coordenadas.

Definição de ponto zero da peça

X0 , Z0

a) No encosto
das castanhas

Z+

origem

X+

X0 , Z0

X+

b) Na face
da peça

origem

Z+

Toda  geometria  da  peça  é  transmitida  ao  comando  com  o  auxílio  de  um  sistema  de

coordenadas.

Eixos coordenados no torno

Torre dianteira, Torre traseira

A  geometria  da  peça  é  transmitida  ao  comando

com   auxílio   de   um   sistema   de   coordenadas

cartesianas, conforme o tipo de torre.

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Todo o movimento da ponta da ferramenta é descrito neste plano XZ, em relação a uma

origem pré-estabelecida (X0, Z0). Lembrar que X é sempre a medida do raio ou diâmetro,

e que aumenta à medida que o diâmetro aumenta, e Z é sempre a medida em relação ao

comprimento.

No   sistema   de   programação   CNC   é   possível   utilizar   dois   tipos   diferentes   de

coordenadas:

Coordenadas absolutas

Coordenadas incrementais

Sistemas de coordenadas: Absolutas e Incrementais

Define-se  como  sistema  de  coordenadas  absolutas  o  sistema  de  coordenadas  onde  o

ponto a ser atingido pela ferramenta é dado tomando-se como referência o “zero-peça”.

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Exemplo de programação em coordenadas absolutas

C

B
A

E

D

Define-se como sistema de coordenadas incrementais o sistema de coordenadas onde o

ponto  a  ser  atingido  pela  ferramenta  é  dado  tomando-se  como  referência  o  ponto

anterior.  Para  a  utilização  deste  tipo  de  sistema  de  coordenadas  deve-se  raciocinar  no

Comando  Numérico  Computadorizado  da  seguinte  forma:  da  posição  em  que  parou  a

ferramenta, quanto falta para chegar ao próximo ponto?

A seguir apresentam-se dois exemplos de cálculo de coordenadas nos sistemas

absoluto e incremental :

10

Coordenadas Absolutas

Movimento           Coordenadas

De         Para

X          Z

A                       0           30

A           B           30

30

B           C           50

20

C          D          80

20

D          E          80

0

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Exemplo de programação em

coordenadas incrementais

B

A

C

E

D

Coordenadas Incrementais

Movimento           Coordenadas

De         Para          X          Z

A                       0           0

A           B            30           0

B           C            20

-10

C          D           30          0

D          E           0          -20

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Estruturas e Características
do Programa CNC

Ao  término  desta  unidade  você  conhecerá  as  principais  linguagens  e  formas  de

programação  para  máquinas  à  CNC,  assim  como,  a  estrutura  de  programação  para

tornos  CNC  utilizando  a  Norma  ISO  6983,  e  será  capaz  de  identificar  um  programa

elaborado na linguagem EIA/ISO.

Estrutura de um programa CNC

FIM DE PROGRAMA

APROXIMAÇÃO E USINAGEM
DO PERFIL DA PEÇA

DADOS DA FERRAMENTA

IDENTIFICAÇÃO

CABEÇALHO

Exemplo de programa CNC para o comando GE Fanuc 21 i Torno Galaxy 10
Operação de acabamento

5x45°

2x45°

Ø 80

60

40

80

R8

Ø 54

4

Ø 40

3

2

X400 Z300

1

5

O0013 (Eixo 2532);
N10 G21 G40 G90 G95;
N20 G0 X400 Z300 T00;
N30 T0101 (acab. Ext. R 0,8);
N40 G54;
N50 G96 S220;
N60 G92 S3500 M4;
N70 G0 X44 Z80;
N80 G1 X-1.5 F.3;
N90 G0 X36 Z82;
N100 G42;
N110 G1 Z80 F.1;
N120 X40 Z78;
N130 Z60;
N140 X54;
N150 Z40;
N160 G3 X70 Z32 R8;
N170 G1 X80 Z27;
N180 G40;
N190 G1 X85 F.3;
N190 G0 X400 Z300 T00;
N200 M30;

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São diversos os meios de elaboração de programas CNC, sendo os mais usados:

Linguagem de programação automática APT

No  surgimento  do  CN,  no  início  dos  anos  50,  a  primeira  linguagem  de  programação

utilizada  foi  a  APT  (Automatic  Programmed  Tool).  Atualmente  só  é  utilizada  como

ferramenta   auxiliar   na   programação   de   peças   com   geometrias   muito   complexas,

principalmente para máquinas de 4 e 5 eixos.

A linguagem APT é uma linguagem de alto nível.

Linguagem EIA/ISO

Linguagem  de  códigos,  também  conhecida  como  códigos  G.  É  na  atualidade  a  mais

utilizada  universalmente,  tanto  na  programação  manual,  como  na  programação  gráfica,

onde é utilizado o CAM.

Os  códigos  EIA/ISO  foram  criados  antes  mesmo  do  aparecimento  das  máquinas  CNC,

eles  eram  usados  nos  escritórios  em  máquinas  de  escrever  automáticas  que  utilizavam

cartões perfurados.

A linguagem EIA/ISO é considerada de baixo nível.

Linguagem interativa

Programação por blocos parametrizados, possui blocos prontos e não usa códigos.

Ex. linguagem MAZATROL aplicando às máquinas MAZAK.

Produção gráfica via "CAM" (Computer Aided Manufacturing)

Não  é  mais  uma  linguagem  de  programação  e  sim  uma  forma  de  programar  em  que  o

programador  deverá  possuir  os  conhecimentos  de:  processos  de  usinagem;  materiais;

ferramentas  e  dispositivos  para  usinagem;  informática  para  manipulação  de  arquivos;

máquinas  (avanços,  rotações  e  parâmetros);  domínio  de  um  software  de  CAD  e  um  de

CAM.

Descrevendo   de   uma   maneira   simplificada,   apenas   para   fácil   entendimento,   o

programador  entra  com  o  desenho  da  peça,  que  pode  ser  feito  no  próprio  CAM  ou  em

desenhos  recebidos  do  CAD  (Computer  Aided  Designe),  define  matéria  -  prima  (tipo  e  

dimensões),  ferramentas  e  demais  parâmetros  de  corte,  escolhe  o  pós-processador  de

acordo  com  a  máquina  que  fará  a  usinagem  e  o  software  de  CAM  se  encarregará  de

gerar o programa, utilizando os códigos da linguagem EIA/ISO.

Veremos aqui, como fica a estrutura de um programa utilizando a linguagem EIA/ISO.

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O programa CNC é constituído de:

  Caracteres: É um número, letra ou símbolo com algum significado para o

Comando.(Exemplo:2, G, X, /, A, T).

  Endereços: É uma letra que define uma instrução para o comando.

(Exemplo:G, X, Z, F).

  Palavras: É um endereço seguido de um valor numérico.

(Exemplo:G01 X25 F0.3).

  Bloco de Dados : É uma série de palavras colocadas numa linha, finalizada pelo

caractere; (Exemplo: G01 X54 Y30 F.12;)

  Programa : É uma série de blocos de dados (Finalizada por M30).

Caracteres especiais

(;) - Fim de bloco : (EOB - End Of Block).

Todo bloco deve apresentar um caractere que indique o fim do bloco.

(  )  -  Comentário  :  Os  caracteres  parênteses  permitem  a  inserção  de  comentários.  Os

caracteres  que  vierem  dentro  de  parênteses  são  considerados  comentários  e  serão

ignorados pelo comando.

Funções de posicionamento

O comando trabalha em milímetros para palavras de posicionamento com ponto decimal.

Função X Aplicação: Posição no eixo transversal (absoluta)

X20 ; ou X-5 ;

Função Z Aplicação: Posição no eixo longitudinal (absoluta)

Z20 ; ou Z-20 ;

Função U Aplicação: Posição no eixo transversal (incremental)

U5 ; ou U-5 ; (Usado em programação feita em coordenadas absolutas)

Função W Aplicação: Posição no eixo longitudinal (incremental)

W5 ; ou W-5 ; (Usado em programação feita em coordenadas absolutas)

Funções especiais

Função O (usada no comando GE Fanuc 21i)

Todo programa ou sub-programa na memória do comando é identificado através da letra

“O” composto por até 4 digitos, podendo variar de 0001 até 9999.

Para   facilitar   a   identificação   do   programa,   recomenda-se   inserir   um   comentário,

observando-se o uso dos parênteses.

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Ex.: O5750 (Flange do eixo traseiro);

Função N

Define o número da seqüência. Cada seqüência de informação pode ser identificada por

um número de um a quatro dígitos, que virá após a função N. Esta função é utilizada em

desvios especificados em ciclos, e em procura de blocos.

Exemplo:

N50 G01 X10 ;

N60 G01 Z10 ;

Não é necessário programar o número de seqüência em todos os blocos de dados.

A sequência aparecerá automaticamente após a inserção de cada bloco de dados, a não

ser  que  seja  feita  uma  edição  fora  da  seqüência  do  programa  ou  após  sua  edição

completada.

Função F

Geralmente nos tornos CNC utiliza-se o avanço em mm/rotação, mas este também pode

ser utilizado em mm/min.

O  avanço  é  um  dado  importante  de  corte  e  é  obtido  levando-se  em  conta  o  material,  a

ferramenta e a operação a ser executada.

F0.3 ; ou F.3 ;

Função T

A  função  T  é  usada  para  selecionar  as  ferramentas  informando  à  máquina  o  seu

zeramento (PRE-SET), raio do inserto, sentido de corte e corretores.

Programa-se  o  código  T  acompanhado  de  no  máximo  quatro  dígitos.  Os  dois  primeiros

dígitos  definem  a  localização  da  ferramenta  na  torre  e  seu  zeramento  (PRE-SET),  e  os

dois últimos dígitos definem o número do corretor de ajustes de medidas e correções de

desgaste do inserto.

Exemplo: T0202 ;

Podem-se programar até 12 ferramentas e 32 corretores.

O giro de torre e o movimento dos carros não podem estar no mesmo bloco que a

função T, ela deve ser programada em uma linha de maneira isolada.

Importante:

O  raio  do  inserto  (R)  e  a  geometria  da  ferramenta  (T)  devem  ser  inseridos  somente  na

página de geometria de ferramentas.

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